DD237060A3

DD237060A3 - METHOD FOR COLD FORMING METALLIC MATERIALS

Info

Publication number: DD237060A3
Application number: DD24397782A
Authority: DD
Inventors: Klaus-Michael Petzold; Gunnar Berkling; Bernd Foelber; Rolf-Dieter Klug; Bernhard Kurze; Heinz-Ruediger Vogel
Original assignee: Draht U Seilwerk Rothenburg Ve
Priority date: 1982-10-14
Filing date: 1982-10-14
Publication date: 1986-07-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kaltumformung metallischer Werkstoffe. Objekte bei denen die Anwendung der Erfindung moeglich und zweckmaessig ist, sind das Ziehen von Draehten, Baendern, Rohren, Staeben, Blechen, Profilen und Verfahren wie das Fliesspressen, Tiefziehen, Walzen, Strangpressen, Kaltstauchen. Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung der Voraussetzungen zur Erhoehung der Ziehgeschwindigkeit, der Erhoehung des Einzel- und Gesamtumformgrades, der Verbesserung der Oberflaechenqualitaet des Umformgutes, der Senkung des Ziehsteinverschleisses, der Erhoehung der Produktionssicherheit und der Senkung des Energieverbrauches. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Umformverfahren so zu gestalten, dass bei der Umformung eine geringere Reibungswaerme auftritt und/oder die einzelnen Umformschritte gegenueber dem direkten Einfluss von Wasser unempfindlich sind. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch geloest, dass das umzuformende Gut mit einer an sich bekannten Schmiermitteltraegerschicht durch Kontaktieren und Trocknen aus einer Loesung oder Dispersion von Festschmierstoffen, die unter den Bedingungen der Umformung in trockener Form wasserunloeslich sind, aufgebracht wird und anschliessend eine Kombination der Arbeitsschritte, bestehend aus Verdichten des bekannten Schmiermittelsystems durch einen egalisierenden Trockenzug, Kuehlen des Umformgutes waehrend und/oder nach der Umformung mit Wasser und weitere Umformung ohne Trocknungsmassnahmen, erfolgt.The invention relates to a method for cold forming of metallic materials. Objects in which the application of the invention is possible and expedient are the drawing of wires, bands, tubes, bars, sheets, profiles and processes such as extrusion, deep-drawing, rolling, extrusion, cold heading. The object of the invention is to create the conditions for increasing the drawing speed, the increase of the individual and Gesamtumformgrades, improving the surface quality of the Umformgutes, the reduction of Ziehsteinverschleisses, the increase in production safety and the reduction of energy consumption. The invention has for its object to make the forming process so that during the forming a lower friction heat occurs and / or the individual forming steps are insensitive to the direct influence of water. This object is achieved according to the invention in that the material to be formed with a known lubricant carrier layer by contacting and drying from a solution or dispersion of solid lubricants, which are wasserunloeslich under the conditions of forming in dry form, and then a combination of Work steps, consisting of compressing the known lubricant system by a leveling dry train, cooling the Umformgutes during and / or after the forming with water and further transformation without drying measures takes place.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kaltumformung metallischer Werkstoffe.The invention relates to a method for cold forming of metallic materials.

Objekte bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist, sind das Ziehen von Drähten, Bändern, Rohren, Stäben, Blechen, Profilen und Verfahren wie das Fließpressen, Tiefziehen, Walzen, Strangpressen, Kaltstauchen.Objects in which the application of the invention is possible and expedient are the drawing of wires, tapes, tubes, rods, sheets, profiles and methods such as extrusion, deep drawing, rolling, extrusion, cold heading.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind bereits Verfahren zum Ziehen von Draht bekannt, bei denen der Stahldraht phosphatiert wird und nach Trocknung der Phosphatschicht mittels pulverförmigen Schmierstoffen auf der Basis wasserunlöslicher Kalziumfettsäuresalze gezogen wird, wobei die Umform- und Reibungswärme nach der Umformung mittels Ziehstein-, Block- und/oder direkter Wasserkühlung entfernt wird.There are already known processes for drawing wire, in which the steel wire is phosphated and after drying the phosphate layer is drawn by means of powdered lubricants based on water-insoluble calcium fatty acid salts, the forming and frictional heat after forming using Ziehstein-, block and / or direct water cooling is removed.

Bei allen diesen Kühlverfahren ist es notwendig, daß das Umformgut, auch wenn es direkt mit Wasser kontaktiert oder durch Schwitzwasser benetzt wurde, vollständig vordem nächsten Umformschritt getrocknet wird, um progressiv steigenden Verschleiß der Umformwerkzeuge zu vermeiden.In all of these cooling methods, it is necessary that the forming material, even if it is directly contacted with water or wetted by condensation, is completely dried before the next forming step in order to avoid progressively increasing wear of the forming tools.

Weiterhin ist bekannt, daß Edelstahldraht oxaliert wird und nach Trocknen der Oxalatschicht mittels in Wasser gelöster Fettsäuresalze gezogen wird, wobei die Umform- und Reibungswärme durch die wäßrige Fettsäuresalzlösung, die den Draht und den Ziehstein in der Ziehmaschine umspült, abgeführt wird.It is also known that stainless steel wire is oxalized and after drying the Oxalatschicht is drawn by means of water-dissolved fatty acid salts, wherein the forming and frictional heat by the aqueous fatty acid salt solution, which flows around the wire and the die in the drawing machine, is dissipated.

Diese Verfahren eignen sich nicht zur Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit, der Einzelumformgrade, des Gesamtumformgrades und der Verbesserung der Oberflächenqualität des gezogenen Drahtes.These methods are not suitable for increasing the drawing speed, the individual forming degrees, the Gesamtumformgrades and improving the surface quality of the drawn wire.

Weiterhin ist bekannt, auf einem mit Schmiermittelträger behaftetem Umformgut wasserlösliche Alkali- und/oder Aminseifen, in denen wasserunlösliche Metallstreifen dispergiert sind, aufzutragen und zu trocknen (DE OS 2207047).It is also known to apply water-soluble alkali metal and / or amine soaps, in which water-insoluble metal strips are dispersed, to a metal-carrying material bearing a lubricant carrier (DE OS 2207047).

Der Nachteil bei Verwendung dieser Schmiermittelsysteme !,osteht darin, daß aie wegen ihrer Wasserlöslichkeit bereits bei ungewolltem Kontakt mit Wasser, wie er z. B. beim Kontakt mit Schwitzwasser auftritt, einen unkontrollierten Verschleiß nicht vermeiden können. Ein Kontakt mit Schwitzwasser tritt bereits oft ein, wenn bei mehrstufiger Umformung längere Zeit in den entsprechenden vorgesehenen Bevorratungseinrichtungen verbleibt. Erst recht ist eine direkte Kühlung des Umformgutes mit Wasser nach der Umformung nicht möglich, ohne das Umformgut vor dem nächsten Umformschritt durch zusätzliche Maßnahmen vollständig zu trocknen.The disadvantage of using these lubricant systems!, Osteht is that aie because of their water solubility already in case of unwanted contact with water, such as. B. occurs when in contact with condensation, can not avoid uncontrolled wear. Contact with condensation often already occurs if, in the case of multi-stage forming, a longer time remains in the corresponding provided storage devices. Even more so, direct cooling of the material to be molded with water after forming is not possible without completely drying the material to be formed before the next forming step by additional measures.

Die Maßnahmen zur Trocknung des Umformgutes vor dem nächsten Umformschritt sind um so aufwendiger, je kürzer der Zeitraum zwischen dem vorangegangenen und dem folgenden Umformschritt ist und begrenzen in der Praxis oft die Produktionsgeschwindigkeit. Außerdem gestatten diese Verfahren nicht die im Sinne der Automatisierung notwendige stabile Produktionssicherheit auf Grund des beträchtlichen Ziehsteinverschleißes.The measures for drying the material to be formed before the next forming step are all the more complicated, the shorter the period between the previous and the following forming step and often limit the production speed in practice. In addition, these methods do not allow the necessary stable production safety in the sense of automation due to the considerable Ziehsteinverschleißes.

Darüber hinaus ist bei den genannten Kaltumformverfahren von Nachteil, daß im Falle von in der Produktion möglicherweise auftretenden Einbrüchen von Kühlwasser in dem Ziehmittelkasten es zu unkontrollierbaren Verschleiß und/oder Zerstörung der Umformwerkzeuge kommt.In addition, in the mentioned cold forming process of disadvantage that in case of possibly occurring in the production of slumps of cooling water in the drawing center box it comes to uncontrollable wear and / or destruction of the forming tools.

Das führt zur Maßungenauigkeit, zu Oberflächenschäden in Form von Riefen und letztlich zur Rißbildung.This leads to dimensional inaccuracy, to surface damage in the form of grooves and ultimately to cracking.

Bei direkter Berührung der Umformzone des Umformwerkzeuges mit Wasser tritt ebenfalls eine bedeutende Erhöhung des Ziehwerkzeugverschleißes ein, die Werkstoffeigenschaften werden negativ beeinflußt, aber auch auf die Oberfläche des Umformgutes gibt es negative Auswirkungen. Bekannterweise treten in diesen Fällen auch negative Auswirkungen auf die nachfolgenden Kaltumformverfahren wie z. B. Kaltstauchen, Gewindewalzen, Federnwickeln und Verseilen ein.By direct contact of the forming zone of the forming tool with water also occurs a significant increase in the drawing tool wear, the material properties are adversely affected, but also on the surface of the Umformgutes there are negative effects. Known manner occur in these cases, negative effects on the subsequent cold forming process such. B. cold heading, thread rolling, spring winding and stranding.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung der Voraussetzungen zur Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit, der Erhöhung des Einzel- und Gesamtumformgrades, der Verbesserung der Oberflächenqualität des Umformgutes, der Senkung des Ziehsteinverschleißes, der Erhöhung der Produktionssicherheit und der Senkung des Energieverbrauches.The object of the invention is to create the conditions for increasing the drawing speed, increasing the individual and Gesamtumformgrades, improving the surface quality of the Umformgutes, lowering the Ziehsteinverschleißes, increasing production reliability and reducing energy consumption.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Umformverfahren so zu gestalten, daß bei der Umformung eine geringere Reibungswärme auftritt und/oder die einzelnen Umformschritte gegenüber dem direkten Einfluß von Wasser unempfindlich sind. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das umzuformende Gut mit einer an sich bekannten Schmiermittelträgerschicht beschichtet wird und eine Schmiermittelschicht durch Kontaktieren und Trocknen aus einer Lösung oder Dispersion von Festschmierstoffen, die unter den Bedingungen der Umformung in trockner Form wasserunlöslich sind, aufgebracht wird und anschließend eine Kombination der Arbeitsschritte, bestehend aus Verdichten des bekannten Schmiermittelsystems durch einen egalisierenden Trockenzug, Kühlen des Umformgutes während und/oder nach der Umformung mit Wasser und weitere Umformung ohne Trocknungsmaßnahmen, erfolgt.The invention has for its object to make the forming process so that during the forming a lower frictional heat occurs and / or the individual forming steps are insensitive to the direct influence of water. This object is achieved according to the invention in that the material to be formed is coated with a known lubricant carrier layer and a lubricant layer by contacting and drying from a solution or dispersion of solid lubricants which are water insoluble under the conditions of forming in the dry form, is applied and then a combination of the steps, consisting of compressing the known lubricant system by a leveling dry train, cooling the material to be formed during and / or after the forming with water and further transformation without drying measures takes place.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Schmiermittelträgerschicht an die Oberfläche des Umformgutes chemisch gebunden, wie es bei Phosphaten, Oxalaten und Fluoriden der Fall ist oder physikalisch absorptiv gebunden, wie bei Schichten aus Kalk, Kochsalz, Borax, Karbonaten, Silikaten, Phosphaten, Oxalaten, Chromaten oder Fluoriden, denen Haftvermittler zugesetzt sein können. Als gelöste und/oder dispergierte Festschmierstoffe können Fettsäuren oder Naphtensäuren bzw. deren Salze verwendet werden.In the method according to the invention, the lubricant carrier layer are chemically bonded to the surface of the Umformgutes, as is the case with phosphates, oxalates and fluorides or physically absorptive bound, as in layers of lime, saline, borax, carbonates, silicates, phosphates, oxalates, chromates or fluorides to which adhesion promoters may be added. As dissolved and / or dispersed solid lubricants, it is possible to use fatty acids or naphthenic acids or salts thereof.

Dabei können diesen Festschmierstoffen Dispergatoren, Hochdruckstabilisatoren und Weichmacher zugesetzt sein.In this case, dispersants, high-pressure stabilizers and plasticizers may be added to these solid lubricants.

Die Festschmierstoffe können in Wasser oder organischen Lösungsmitteln eingebracht sein.The solid lubricants may be incorporated in water or organic solvents.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als organische Lösungsmittel solche verwendet werden, die in ihrem molekularen Aufbau Halogene enthalten, z. B. Trichloräthylen, Perchloräthylen, Hexachloräthan und Tetrachlormethan.In the method according to the invention can be used as organic solvents which contain halogens in their molecular structure, for. As trichlorethylene, perchlorethylene, hexachloroethane and carbon tetrachloride.

Das mit Schmiermittelträger und Festschmierstoff beschichtete Umformgut kann dabei vorteilhafterweise in mehreren Umformstufen und/oder verschiedenen Umformverfahren weiter verarbeitet werden.The coated with lubricant carrier and solid lubricant forming material can be processed advantageously in several forming stages and / or different forming processes on.

Es wurde überraschend festgestellt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kaltumformung gegen den direkten, bisher schädlichen Einfluß von Wasser unempfindlich wird. Das ermöglicht vor allem die Vermeidung eines progressiv steigenden Verschleißes der Umformwerkzeuge bei direktem Kontakt des Umformgutes mit Wasser während der Umformung. Außerdem ist eine gute Abführung der Umform- und Reibungswärme bei mehrstufiger, nachfolgender Umformung ohne Trocknungsmaßnahmen durch direkten Kontakt des Umformgutes mit Wasser unter Produktionsbedingungen stabil gesichert.It has surprisingly been found that in the method according to the invention the cold forming is insensitive to the direct, hitherto harmful influence of water. This makes it possible, above all, to avoid a progressively increasing wear of the forming tools in the case of direct contact of the formed material with water during the forming. In addition, a good dissipation of the forming and frictional heat in multi-stage, subsequent forming without drying measures by stable contact of the Umformgutes with water under production conditions is stable.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtete Umformgut kann ohne weitere Schmiermittelbeaufschlagung vielstufig umgeformt werden.The coated by the process according to the invention Umformgut can be converted in many stages without further Schmiermittelbeaufschlagung.

Besonders vorteihaft wird die Schmiermittelträger-und Festschmierstoffschicht als Korrosionsschutzmittel verwendet.Especially vorteihaft the lubricant carrier and solid lubricant layer is used as a corrosion inhibitor.

embodiments

Gebeizter und phosphatierter Stahldraht der Stahlmarke D85, des Ausgangsdurchmessers 6,5mm wird mit einem Schmiermittel, bestehend aus Kalziumfettsäuresalzen mit einem erhöhten Kalziumoxidgehalt gelöst und dispergiert in Trichloräthylen, im Durchlaufverfahren beschichtet und getrocknet.Stained and phosphated steel wire of steel grade D85, starting diameter 6.5 mm is dissolved with a lubricant consisting of calcium fatty acid salts with an increased calcium oxide content and dispersed in trichlorethylene, coated in a continuous process and dried.

Nach Verdichten des Schmiermittelsystems durch einen egalisierenden Trockenzug ohne Querschnittsabnahme des Drahtes wird der Draht in 8 Stufen ohne weitere Anwendung von Schmiermitteln mit einer Endgeschwindigkeit von 8m/s ohne Anwendung von Druckziehdüsen an den Enddurchmesser von 2,8 mm gezogen, wobei unmittelbar nach der Umformung mittels direktem Kontakt von Wasser, der sogenannten Direktkühlung, die Umform- und Reibungswärme entfernt wird und keine weitere Trocknung des umgeformten Drahtes zwischen den einzelnen Stufen erfolgt.After compressing the lubricant system by an equalizing dry train without cross-section of the wire, the wire is drawn in 8 stages without further application of lubricants with a final speed of 8m / s without the application of Druckziehdüsen to the final diameter of 2.8 mm, immediately after the forming by Direct contact of water, the so-called direct cooling, the forming and frictional heat is removed and no further drying of the formed wire between the individual stages takes place.

Vorgezogener, beheizter und phosphatierter Stahldraht der Stahl marke M 55 mit einem Ausgangsdurchmesser von 1,2 mm wird mit Schmiermittel, bestehend aus Kaiziumnaphtensäuresalzen mit einem erhöhten Kalziumoxidgehalt und einem Zusatz von M0S2, gelöst und dispergiert in Trichloräthylen, im Durchlaufverfahren beschichtet und getrocknet.Pre-drawn, heated and phosphatized steel wire M 55 with a starting diameter of 1.2 mm is dissolved with lubricant, consisting of calcium naphthenic salts with an increased calcium oxide content and an addition of M0S2, and dispersed in trichlorethylene, coated in a continuous process and dried.

Das Schmiermittelsystem wird durch einen egalisierenden Trockenzug verdichtet und der Draht in einer Naßziehmaschine ohne Anwendung weiterer Schmiermittel mit einer Endziehgeschwindigkeit von 12 m/s an den Fertigdurchmesser von 0,5 mm in 8 Stufen gezogen, wobei die Naßziehmaschine mit Wasser geflutet ist.The lubricant system is compacted by a leveling dry draw and the wire drawn in a wet drawing machine without the use of further lubricants with a final pull rate of 12 m / s to the final diameter of 0.5 mm in 8 stages, the wet drawing machine is flooded with water.

Claims

- 1 - 237 06C

Invention claim:

1. A method for cold forming of metallic materials, wherein the material to be formed is coated with a known lubricant carrier layer and then applied to the Umformgut a water-insoluble lubricant layer by contacting with a solution or dispersion of solid lubricants and subsequent drying, characterized in that the lubricant system by is compacted a leveling dry train that Umformgut is cooled during and / or after the forming with water and the Umformgut is supplied to further forming steps without drying measures.

2. The method according to item 1, characterized in that are used as solid lubricants dissolved and / or dispersed fatty acids or naphthenic acids.

3. The method according to item!, Characterized in that the salts of fatty acids or naphthenic acids are used as a solid lubricant.

4. The method of item 1,2 and 3, characterized in that the solid lubricants dispersants, high pressure stabilizers and plasticizers are added.

5. The method according to item 1, 2, 3,4, characterized in that the solid lubricants and their additives are incorporated in water or in organic solvents.

6. The method according to item 1 and 5, characterized in that a halogen-containing is used as the organic solvent.

7. The method according to item 1, 5 and 6, characterized in that is used as the halogen-containing solvent trichlorethylene and / or perchlorethylene and / or carbon tetrachloride.

8. The method according to item 1, characterized in that further processing takes place in several forming stages and / or with different forming processes.

9. The method according to item 1, characterized in that the Schmiermittelträger- and solid lubricant layer is used both before and after the transformation as a corrosion-protective layer.

10. The method according to item 1 and 8, characterized in that the provided with Schmiermittelträger- and solid lubricating layer Umformgut undergoes further forming steps without further application of lubricants.